Какова масса аммиака, необходимого для производства 200 кг азотной кислоты с 60% массовой долей HNO3? Учтите

Для решения этой задачи нам понадобится использовать мольные соотношения и массовую долю соединений.

Давайте начнем с определения количества азотной кислоты, которое необходимо произвести. Так как мы знаем, что массовая доля HNO3 в конечном продукте составляет 60%, то масса HNO3 в 200 кг азотной кислоты будет равна:

\[ масса HNO3 = 200 \, кг \times 0.6 = 120 \, кг \]

Затем мы должны определить количество молей азотной кислоты, используя ее молярную массу. Молярная масса HNO3 равна 63 г/моль.

\[ количество молей HNO3 = \frac{масса HNO3}{молярная масса HNO3} \]

\[ количество молей HNO3 = \frac{120 \, кг}{63 \, г/моль} \]

Следующим шагом будет использование соотношения реакции синтеза азотной кислоты. Реакция синтеза выглядит следующим образом:

\[ N2 (г) + 3H2 (г) \rightarrow 2HNO3 (ж) \]

Из уравнения реакции видно, что для образования 2 молей HNO3 требуется 3 моля водорода (Н2). Таким образом, нам нужно знать количество молей водорода, необходимое для производства 2 молей HNO3.

\[ количество молей H2 = \frac{3}{2} \times количество молей HNO3 \]

Теперь, имея количество молей водорода, нам нужно найти массу аммиака, требующуюся для формирования этого количества молей водорода. Рассмотрим реакцию синтеза аммиака:

\[ N2 (г) + 3H2 (г) \rightarrow 2NH3 (г) \]

Из этого уравнения видно, что для образования 2 молей аммиака требуется 3 моля водорода (Н2). Таким образом, нам нужно знать количество молей водорода, необходимое для образования 2 молей аммиака:

\[ количество молей H2 = \frac{3}{2} \times количество молей NH3 \]

Затем мы можем использовать молярную массу аммиака, чтобы найти массу аммиака, требующуюся для формирования указанного количества молей:

\[ масса NH3 = количество молей NH3 \times молярная масса NH3 \]

Таким образом, для решения этой задачи нам понадобятся следующие шаги:

1. Определите массу HNO3, используя массовую долю HNO3 в азотной кислоте.
2. Вычислите количество молей HNO3 с использованием молярной массы HNO3.
3. Вычислите количество молей H2, используя стехиометрию реакции синтеза HNO3.
4. Вычислите количество молей NH3 с использованием стехиометрии реакции синтеза аммиака.
5. Вычислите массу NH3, используя количество молей NH3 и молярную массу NH3.

Перечисленные шаги позволят нам получить требуемую массу аммиака для производства 200 кг азотной кислоты с 60% массовой долей HNO3.